• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Artikler fra Dansk KemiGrøn omstilling08. 10. 2024 | Heidi Thode

Kemisk genanvendelse af PET

Artikler fra Dansk KemiGrøn omstilling08. 10. 2024 | Heidi Thode

Kemisk genanvendelse af plast skal gøre deponi og afbrænding af plastaffald til fortid.

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2024 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder.

Læs originalartiklen her

Af Anne-Sophie Høgh Mahler og Mogens Hinge, Institut for Bio- & Kemiteknologi, Aarhus Universitet

I dag genanvendes mindre end 10 procent per vægt af den globalt producerede plast, hvorimod størstedelen af plastprodukterne bliver deponeret eller brændt. Iblandt de mest anvendte plasttyper er polyethylenterephthalat (PET), der blandt andet anvendes til tøj (også kendt som polyester), sodavandsflasker og kødbakker. PET-affald kan sagtens ekstruderes til nye plastprodukter, men det kræver en meget ren affaldsfraktion, som ganske sjældent er muligt. Neutral hydrolyse er måske løsningen og er derfor undersøgt som kemisk genanvendelsesmetode af PET forurenet med forskellige andre plasttyper. Her nedbrydes PET til monomererne terephthalsyre (TPA) og ethylenglycol (EG), som kan syntetiseres til nyt PET. Ved at oprense monomererne som en del af genanvendelsesprocessen kan de afvigende plasttyper og urenheder fjernes og dermed muliggøre genanvendelsen af PET fra en blandet affaldsfraktion.

Lav genanvendelsesrate
Af alt den globalt producerede plastmængde blev knap 10 procent genanvendt i 2022. Heraf blev 9 procent genanvendt via mekanisk genanvendelse, der er den mest etablerede og mindst energikrævende genanvendelsesmetode [1]. Mekanisk genanvendelse af PET kræver dog en meget (over 98 procent per vægt) ren plastfraktion uden urenheder (for eksempel papir og madrester), fugt og andre plasttyper, da disse kan medføre kemisk nedbrydning af PET-plasten, som så giver dårligere fysiske egenskaber [2]. I dag anvendes densitetbaseret separation i vand til at fraktionere plastaffald, hvorved PET grundet sin høje densitet på ≈1,3 g/cm3 ender i synkefraktionen som den dominerende andel. Der vil dog stadig være rester af for eksempel PVC (ledninger), ABS (legetøj), og/eller PE eller PP multilag-produkter som kødbakker, se figur 1. Afvigende plasttyper er så godt som umulige at fjerne fuldstændig fra PET affaldsstrømmen, så der må findes en løsning, der kan tolerere eller fjerne de fremmede plasttyper for at genanvende mere PET.

Fra plast til plast
Som alternativ til den mekaniske genanvendelse er kemisk genanvendelse i højere grad blevet populært de seneste år. I figur 2 ses en prioriteret rækkefølge over plastaffaldshåndtering, hvor kemisk genanvendelse for eksempel dækker over pyrolyse af plast til brændstof og andre kemikalier, samt solvolyse. Ordet solvolyse kommer af græsk ”solvo”, som betyder solvent, og ”lysis” som betyder itu-rivning. Hydrolyse er en form for solvolyse, hvor for eksempel esteren i et PET-molekyle reagerer med vand og spaltes til syrer og alkoholer. Spaltningen kan udføres både surt og basisk, men ved neutral hydrolyse anvendes ingen syre eller baser. Grunden til, at neutral hydrolyse virker, er, at ved ≈300°C stiger vands ionprodukt fra 7 til 10-11, hvilket medfører en øget koncentration af H+ og OH– ioner, der så katalyserer hydrolysen [4,5]. Så ved at blande PET med vand og udsætte det for høj temperatur og tryk vil esterbindingerne i PET blive hydrolyseret og resultere i monomererne TPA og EG, som vist på figur 3.
For at kalde det genanvendelse skal monomererne gensyntetiseres til nyt PET-plast. Dette kan opnås via en totrinsreaktion, hvor molekylet bis(2-hydroxyethyl) terephthalat (BHET) syntetiseres som mellemprodukt, hvorefter BHET transestificeres til nyt PET (se figur 4). For at undersøge andre plasttypers påvirkning på hydrolysen af PET og dannelsen af BHET er hydrolysen blevet udført på PET iblandet forskellige plasttyper samt på en faktisk synkeaffaldsfraktion. Produkternes kemiske sammensætning og kvalitet er blevet undersøgt ved hjælp af infrarød spektrofotometri (ATR-FTIR), proton nuklear magnetisk resonans spektroskopi (1H-NMR) og differential scanningskalorimetri (DSC).

Indvirkning fra andre plasttyper
Nu skal det lige huskes, at synkefraktionen fra forbrugernes plastaffald kan, foruden PET, indeholde en blanding af mange forskellige plasttyper, herunder ABS, PA6, PC, PE, PP, PS, PMMA, POM og PVC. Derfor må der tages højde for disse afvigende plasttyper i genanvendelsesprocessen af PET. Neutral hydrolyse er en mulig nedbrydningsmetode, og man ved, at for eksempel PVC også nedbrydes under hydrolyse, hvorved der produceres saltsyre og fast kulstof. Saltsyren katalyserer som bekendt hydrolysen af PET, men på samme tid misfarver kulstoffet hydrolyseproduktet [3]. Ligeledes blev det vist, at PA6, PC og POM blev nedbrudt under hydrolyse enten delvist eller fuldstændig til deres respektive monomerer (caprolactam, bisphenol-A og formaldehyd). Derimod viste resultaterne, at ABS, PE, PP, PS og PMMA var stort set uændret efter hydrolyse. Desværre er PET-monomeren TPA uopløselig i organiske opløsningsmidler, og monomeren kan derfor ikke isoleres fra det vandige hydrolyseprodukt. BHET-syntesen er derfor forsøgt udført på hydrolyseproduktet uden forudgående oprensning.

Oprensningsprocessen
Det viste sig at være muligt at oprense BHET’en fra det forurenede synteseprodukt alene ved brug af varmt vand, derved blev alle urenhederne fjernet i et enkelt trin. Figur 5 viser billeder af den ubehandlede synkeaffaldsfraktion, BHET synteseproduktet, urenhederne fjernet i BHET-oprensningen, samt det rene udkrystalliserede BHET. Renheden af BHET-krystallerne blev bestemt til 98 procent per mol via 1H-NMR, (figur 6), hvor samtlige signaler kan tilordnes BHET med ganske små signaler fra andre urenheder. For at understøtte denne renhed blev de termiske egenskaber bestemt ved hjælp af DSC, hvor smeltetemperaturen og smeltevarmen blev bestemt til hhv. 111°C og 121 J/g, hvilket understøtter et meget rent BHET-produkt. Dermed har forsøgene vist, at BHET kan blive produceret med høj renhed fra en affaldsfraktion med blandede plasttyper og farver, og at alle urenheder kunne fjernes alene ved brug af varmt vand.

Neutral hydrolyse – en lovende løsning
Kemisk genanvendelse i form af neutral hydrolyse har vist sig at muliggøre genanvendelsen af PET på trods af tilstedeværelsen af andre plasttyper. Dette kan potentielt være en ny løsning til at undgå deponi og afbrænding af PET fra synkefraktionen og andet PET-affald. Hydrolysen anvender kun vand som reaktant ligesom til BHET oprensningsprocessen. Dog er den kemiske genanvendelse en mere energikrævende og derved dyrere proces sammenlignet med mekanisk genanvendelse. For eksempel så kræver hydrolysen energi til at opvarme og tryksætte reaktanterne. Derudover vil der blive genereret spildevand med EG og ukendte nedbrydningsmolekyler fra hydrolysen og udkrystalliseringsprocessen. Spildevandet vil kræve en oprensning for at kunne recirkuleres – endnu en økonomisk straf til den kemiske genanvendelse.
Der skal altså på bedste vis forsøges at holde plasttyperne adskilt og dermed lave en så ren PET-fraktion, at den kan mekanisk genanvendes. Hvis dette ikke er muligt, så kan det resterende PET, der ikke kan adskilles fra andre plasttyper (for eksempel kødbakker beklædt med PE), kemisk genanvendes. Kun igennem en kombination af mekanisk og kemisk genanvendelse kan PET så genanvendes på den mest effektive måde.

E-mail:
Anne-Sophie Høgh Mahler: asma@bce.au.dk
Mogens Hinge: hinge@bce.au.dk

Referencer
1. https://plasticseurope.org/knowledge-hub/plastics-the-fast-facts-2023/.
2. Ragaert, K., L. Delva, and K. Van Geem, Mechanical and chemical recycling of solid plastic waste. Waste Management, 2017.
3. Ikenaga, K., T. Inoue, and K. Kusakabe, Hydrolysis of PET by Combining Direct Microwave Heating with High Pressure. Procedia Engineering, 2016.
4. Chen, W.-H., et al., Liquid hot water as sustainable biomass pretreatment technique for bioenergy production: A review. Bioresource Technology, 2022.
5. Bandura, A. and S. Lvova, The Ionization Constant of Water over Wide Ranges of Temperature and Density. Journal of Physical and Chemical Reference Data, 2006.

Skrevet i: Artikler fra Dansk Kemi, Grøn omstilling

Seneste nyt fra redaktionen

Grundstoffer med kant

Artikler fra Dansk KemiBranchenyt07. 10. 2026

Thomas Just Sørensen: Universets byggeklodser. 283 sider. Boganmeldelsen er bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Anmeldt af Søren Kiil, professor, DTU Kemiteknik Det periodiske system er kemiens

Evaluering af rustbeskyttende maling under barske maritime forhold

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik07. 10. 2026

Ny viden og avanceret testning skal sikre mere holdbare og bæredygtige beskyttelsessystemer til fremtidens infrastruktur. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Ziyou Li, Joshua

Hvordan får vi saftige plantebøffer? Rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemi07. 10. 2026

Tekstureret vegetabilsk protein bruges til at fremstille plantebaserede kødanaloger. pH og ionstyrke påvirker proteiners konformation og interaktion med vandmolekyler, så vi satte os for at undersøge, hvordan pH og ionstyrke påvirker rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein. Artiklen har

Hvad skal kalken bruges til?

Artikler fra Dansk Kemi07. 10. 2026

Fra en brønd på en jysk mark til borekerner i kælderen under Aarhus Universitet: 55 millioner år gammel vulkansk aske kan måske hjælpe med at gøre CO₂ til sten. Samtidig forsøger dansk industri at vende kalkens gamle kulstofkredsløb på hovedet. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og

Biotin[6]uril – en makrocyklisk forbindelse, der vekselvirker med anioner

Artikler fra Dansk KemiOrganisk kemi07. 10. 2026

Ved at udnytte at reaktionen mellem formaldehyd og d-Biotin (et vitamin, og et naturligt forekommende N,N'-dialkylurinstof) er reversibel, kan oligomeriseringsreaktionen guides ved at tilsætte en templat. I dette bidrag forklarer jeg, hvordan dette er blevet udnyttet til at syntetisere makrocykler,

“I dybden med kemi” og “Klædt på til skriftlig kemi”

Artikler fra Dansk KemiBranchenyt07. 10. 2026

I dybden med kemi af Lone Brun Jakobsen og Klædt på til skriftlig kemi af Lone Brun Jakobsen m.fl. Begge udgivelser på Nucleus Forlag ApS, 2026, 1. udgave, 1. oplag. Boganmeldelsen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder (læs

Fra sjældne ædelmetaller til jern og mangan: Jagten på bæredygtige fotoaktive materialer

Analytisk kemiArtikler fra Dansk Kemi07. 10. 2026

Hvordan kan nogle af jordskorpens mest almindelige metaller omdanne lys til kemisk energi, og hvilke udfordringer skal løses, før de kan erstatte ruthenium og iridium i fremtidens lysdrevne teknologier? Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer

Fra kvantekemi til AI: Nye værktøjer til overfladekemi

Artikler fra Dansk Kemi07. 10. 2026

Kvantekemi gav os evnen til at forstå kemiske processer på atomart niveau. AI gør det nu muligt at anvende denne forståelse på realistiske og komplekse systemer. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs

Fra elastik til batteri

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik07. 10. 2026

Princippet bag en almindelig elastik kan måske hjælpe med at løse en af den grønne omstillings største udfordringer: Lagring af energi. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Agnete

Ny erfaren institutdirektør på DTU Kemi

BranchenytTop06. 10. 2026

Professor Søren Kegnæs vil sætte fokus på blandt andet digitalisering, innovation og trivsel i sin nye rolle som institutdirektør på DTU Kemi. DTU har udpeget professor og nuværende viceinstitutdirektør Søren Kegnæs til ny institutdirektør på DTU Kemi med tiltrædelse 1. november 2026.Søren

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis

Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her
This message is only visible to admins.
Problem displaying Facebook posts. Backup cache in use.
Click to show error
Error: (#200) Provide valid app ID Type: OAuthException

Læs også magasinet Dansk Kemi

Nyeste udgave af magasinet "Dansk Kemi" kan læses online, ved at klikke på bladforsiden.
Herfra er der desuden adgang til online-arkivet med tidligere udgivelser.

Seneste Nyheder

  • Grundstoffer med kant

    07.10.2026

  • Evaluering af rustbeskyttende maling under barske maritime forhold

    07.10.2026

  • Hvordan får vi saftige plantebøffer? Rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein

    07.10.2026

  • Hvad skal kalken bruges til?

    07.10.2026

  • Biotin[6]uril – en makrocyklisk forbindelse, der vekselvirker med anioner

    07.10.2026

  • “I dybden med kemi” og “Klædt på til skriftlig kemi”

    07.10.2026

  • Fra sjældne ædelmetaller til jern og mangan: Jagten på bæredygtige fotoaktive materialer

    07.10.2026

  • Fra kvantekemi til AI: Nye værktøjer til overfladekemi

    07.10.2026

  • Fra elastik til batteri

    07.10.2026

  • Ny erfaren institutdirektør på DTU Kemi

    06.10.2026

  • 30 års overvågning viser, at antibiotikaresistens kan presses tilbage

    05.10.2026

  • Spiseolier – de onde, de gode og den virkelig gode

    29.09.2026

  • Gekkoen kan hele sit hjerte uden arvæv

    29.09.2026

  • Hydrogensulfid og biokul

    22.09.2026

  • Fremtidens cement er levende

    22.09.2026

Alle nyheder ›

/Brochurer
/White papers

  • Ergonomi og sikkerhed brochure
  • Renseanlæg-katalog
  • Biogaskatalog
  • Celledyrkningskatalog
  • Minikatalog
Se alle ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia ApS
Gammel Strandvej 20, 1th
DK - 2990 Nivå
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk

Privatlivspolitik
Cookiepolitik
Administrer samtykke
For at give dig de bedste oplevelser bruger vi teknologier som cookies til at gemme og/eller få adgang til enhedsoplysninger. Hvis du giver dit samtykke til disse teknologier, kan vi behandle data som f.eks. browsingadfærd eller unikke ID'er på dette websted. Hvis du ikke giver dit samtykke eller trækker dit samtykke tilbage, kan det have en negativ indvirkning på visse funktioner og egenskaber.
Funktionsdygtig Altid aktiv
Den tekniske lagring eller adgang er strengt nødvendig med det legitime formål at muliggøre brugen af en specifik tjeneste, som abonnenten eller brugeren udtrykkeligt har anmodet om, eller udelukkende med det formål at overføre en kommunikation via et elektronisk kommunikationsnet.
Præferencer
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for det legitime formål at lagre præferencer, som abonnenten eller brugeren ikke har anmodet om.
Statistikker
Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til statistiske formål. Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til anonyme statistiske formål. Uden en stævning, frivillig overholdelse fra din internetudbyders side eller yderligere optegnelser fra en tredjepart kan oplysninger, der er gemt eller hentet til dette formål alene, normalt ikke bruges til at identificere dig.
Marketing
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for at oprette brugerprofiler med henblik på at sende reklamer eller for at spore brugeren på et websted eller på tværs af flere websteder med henblik på lignende markedsføringsformål.
  • Vælg muligheder
  • Administrer tjenester
  • Administrer {vendor_count} leverandører
  • Læs mere om disse formål
Vælg fra liste
  • {title}
  • {title}
  • {title}